From QCD Flux Tubes to Gravitational S-matrix and Back

این پایان نامه جنبه های مختلف رشته های غیر بحرانی را هم به عنوان نمونه ای از یک مدل غیر پیش پا افتاده و قابل حل گرانش کوانتومی و هم به عنوان یک تقریب ثابت برای لوله شار محدود کننده در کرومودینامیک کوانتومی (QCD) مورد مطالعه قرار می دهد. این روش یک تکنیک جدید برای محاسبه طیف حجم محدود لوله‌های شار محدود را پیشنهاد و توسعه می‌دهد. این تکنیک بر پایه یکپارچگی تقریبی استوار است و نقش تغییر دهنده بازی در مطالعه رشته های محدود کننده ایفا می کند. پیش از این، تفسیر نظری داده‌های شبکه با کیفیت بالا غیرممکن بود، زیرا بسط مزاحم مرسوم برای محاسبه طیف‌های رشته‌ای در رژیم قابل دسترسی روی شبکه به شدت مجانبی واگرا بود. با رویکرد جدید، سطوح انرژی را می‌توان برای لوله‌های شار بسیار کوتاه‌تر از آنچه قبلاً ممکن بود محاسبه کرد، که امکان مقایسه کمی با داده‌های شبکه موجود را فراهم می‌کند. کنترل نظری بهبود یافته نشان می‌دهد که داده‌های شبکه موجود شواهد قوی برای یک ذره شبه اسکالر جدید که در لوله شار QCD - اکسیون صفحه جهانی موضعی شده است، فراهم می‌کند. تکنیک جدید مسیری بدیع و امیدوارکننده را برای درک پویایی محصور شدن کوارک هموار می کند.

This thesis studies various aspects of non-critical strings both as an example of a non-trivial and solvable model of quantum gravity and as a consistent approximation to the confining flux tube in quantum chromodynamics (QCD). It proposes and develops a new technique for calculating the finite volume spectrum of confining flux tubes. This technique is based on approximate integrability and it played a game-changing role in the study of confining strings. Previously, a theoretical interpretation of available high quality lattice data was impossible, because the conventional perturbative expansion for calculating the string spectra was badly asymptotically diverging in the regime accessible on the lattice. With the new approach, energy levels can be calculated for much shorter flux tubes than was previously possible, allowing for a quantitative comparison with existing lattice data. The improved theoretical control makes it manifest that existing lattice data provides strong evidence for a new pseudoscalar particle localized on the QCD fluxtube - the worldsheet axion. The new technique paves a novel and promising path towards understanding the dynamics of quark confinement.